《传感器现在、未来的应用》开题报告3700字

1、传感器现在、未来的应用一研究背景在进入信息社会的今天，人们对信息的提取、处理和传输的要求更加迫切，传感 器是信息的源头。目前的传感器无论从数量上、质量上和功能上都得到了很大的开展 和提高。目前检测技术和仪器仪表已经开展成为集光、机、电为一体，综合了物理、 化学、生物、材料等多门学科开展的高新技术领域。新一代的传感器中，能不与被测 介质接触即可得到测量值的传感器也日新月异飞速开展，出现了很多新型的，可靠的 种类。近一个世纪以来，在诺贝尔物理学和化学奖中大约有1/4是属于在测量仪器上有 所创造、有所创新二获奖的。以突出的非接触式分析仪器为例，1922年创造了质谱 技术，产生了质谱仪，可以用来测定同

2、位素。1952年，产生了色谱仪，可以对复杂 的有机物进行定性、定量分析。1979年，创造了扫描层析诊断法，产生了 CT扫描仪。 1991年，产生了核磁共振波谱仪，可完成分子的成像。目前，这些传感器和测试技 术已经广泛的应用在科学研究和工农业生产中，极大地推动了科学技术的进步。中国传感器市场近几年总体呈上升趋势，2012年国内传感器制造业销售额约为 509.63亿元，同比增长3.03%.同时，传感器应用领域范围不断扩大，主要应用领域为 工业及汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品、专用设备等。至2015年，我 国物联网整体市场规模到达7500亿元，传感器产业将从中直接受益。未来5年中国 传感器

3、市场将稳步快速开展，在物联网市场规模大幅增长的动力之下，2015年中国 传感器市场规模到达了 1213亿元。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产 过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最正确状态，并使产品到达最好的质量。 在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的开展，进入了许多新 领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到fm的粒子世界, 纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到秒的瞬间反响。止匕外，还出现了对深化 物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超 低温、超高压、超高真空、超强磁场、超

4、弱磁场等等。显然，要获取大量人类感官无 法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首 先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现， 往往会导致该领域内的突破。二.研究目的和意义人类社会以进入信息时代，人们的社会活动主要依靠对信息资源的开发及获取、传输与处理。传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，及监测与控制系统之首。 因此，传感器成为感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要 获取的信息，都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号。 传感器的应用已经普及到工业生产、海洋探测、环境保护、医学诊断、生物工程等

5、多 方面的领域，几乎所有的现代化的工程都离不开传感器的应用。因此研究传感器现在 未来的应用非常有意义。三.研究方法本文在传统的提出问题、分析问题、解决问题的研究逻辑基础上，采用理论分析 与案例分析相结合的方法展开研究。.文献分析法本文在对国内外相关文献研究进行梳理总结的基础上，结合我国的现实情况建立 本文的研究框架。.调查法调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地有 关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。调查方法是科学研究中常用的基本研 究方法，它综合运用历史法、观察法等方法以及谈话、问卷、个案研究、测验等科学 方式，对现象进行有计划的、周密的和系统的了解，并对调查

6、到的大量资料进行 分析、综合、比拟、归纳，从而为人们提供规律性的知识 3.跨学科研究法运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行综合研究的方法，也称 “交叉研究法”。科学开展运动的规律说明，科学在高度分化中又高度综合，形成一 个统一的整体。据有关专家统计，现在世界上有2000多种学科，而学科分化的趋势 还在加剧，但同时各学科间的联系愈来愈紧密，在语言、方法和某些概念方面，有日 益统一化的趋势。四.研究现状.国外现状现状英特尔公司与加利福尼亚州大学伯克利分校正领导者“微尘”技术的研究工作。 他们成功创立了瓶盖大小的全功能传感器，可以执行计算、检测与通信等功能。2002 年，英特尔研究实验

7、室研究人员将处方药瓶大小的32个传感器连进互联网，以读出 缅因州“大鸭岛”上的气候，评价一种海燕巢的条件。而2003年的第二季度，他们 还用150个安有D型微型电池的第二代传感器，来评估这些鸟巢的条件。在日本, 日立制作所与YRP泛在网络化研究所于2004年11月24日宣布开发出了全球体 积最小的无线传感器网络终端，该终端为安装电池的有源无线终端，可以搭载温度、 亮度、红外线、加速度等各种传感器。设想应用于大楼与家庭的无线传感器以及平安 管理方面。另外，三菱电机公司日前也成功开发了一种设想用于无线传感器网络的小 型低耗电无线模块，能够使用特定小功率无线构筑对等网络。在旧金山，200个联网“微尘

8、”节点已被部署在金门大桥上，这些微尘用于确定 大桥从一边到另一边的摆动距离。当微尘检测出移动距离时，它将把该信息通过微型 计算机网络传送出去，信息最后到达一台更加强大的计算机进行数据分析。任何与当 前天气情况不吻合的异常读数都可能预示着大桥存在隐患。.国内研究现状我国现代意义的无线传感器网络及其应用研究几乎与其他兴旺国家同步启动， 1999年首次正式出现于中国科学院知识创新工程试点领域方向研究的信息与自 动化领域研究报告中，作为该领域提出的五个重大工程之一。随着知识创新工程试点 工作的深入，2001年中科院依托上海微系统所成立微型系统元就与开展中心，引领 院内的相关工作，并通过该中心在无线传感

9、器网络的方向上陆续部署了假设干重大研究 工程和方向性工程，参加单位包括上海微系统所、声学所、微电子所、半导体所、电 子所、软件所、中科大等十余个校所，初步建立传感器网络系统研究平台，在无线智 能传感器网络通信技术、微型传感器、传感器节点、簇点和应用系统等方面取得了很 大的进展，2004年9月相关成果在北京举行了大规模外场演示，局部成果已经在实 际工程中使用。无线传感器网络在民用方面，涉及城市公共平安、公共卫生、平安生 产、智能交通、环境监控等领域。因此，具有光明的应用前景。五.研究内容大纲.绪论研究背景研究意义1. 3文献综述1. 3.1国外相关文献综述国内相关文献综述1.4研究方法.传感器概

10、述1传感器的概念2传感器的原理3传感器的分类.接触式膜式传感器的应用1接触式膜式传感器在当下的应用2接触式膜式传感器的开展趋势3接触式膜式传感器与国外的比照4接触式膜式传感器的优缺点分析4.无接触式的传感器的应用无接触式的传感器的应用现状2无接触式的传感器的开展趋势3无接触式的传感器与国外的比照4无接触式传感器的优缺点5.如何提高国内传感器的性能和质量改善传感器的抗干扰能力微弱信号检测用传感器的抗干扰1.2传感器结构的改进1.3抗共模干扰措施1.4抗差模干扰措施2采用先进微电子技术3整合国内外先进的芯片技术4提高传感器智能化水平研究结论六、重点难点及创新点.研究重点本文研究的重点主要在于.接触

11、式膜式传感器的应用，包括接触式膜式传感器在 当下的应用、接触式膜式传感器的开展趋势、接触式膜式传感器与国外的比照以及接 触式膜式传感器的优缺点分析。无接触式的传感器的应用，包括无接触式的传感器的 应用现状、无接触式的传感器的开展趋势、无接触式的传感器与国外的比照和无接触 式传感器的优缺点。.研究难点本文研究的难点在于如何提高国内传感器的性能和质量，通过微弱信号检测用 传感器的抗干扰、传感器结构的改进、抗共模干扰措施以及抗差模干扰措施改善传感 器的抗干扰能力，采用先进微电子技术，整合国内外先进的芯片技术，提高传感器智 能化水平来提高国内传感器的性能和质量。.研究创新点以往学者对传感器在各个领域的

12、研究比拟多，如航天、汽车、温湿度、农业方面，而对传感器的开展趋势研究不多，对接触式膜式传感器的开展趋势和无接触式的 传感器的开展空间的研究更少。本文通过研究接触式膜式传感器的应用现状和开展趋 势和无接触式的传感器的应用现状和开展空间填补了这一片的空白。七.研究进度序号设计（论文）各阶段内容起止日期1接受任务第4周2文献检索、文献阅读、撰写开题报告第5-6周3研究大纲修改，补充收集资料第7周4开题辩论，论文研究，初稿撰写第8-11周5毕业论文修改及定稿，材料归档汇总第12-14周6毕业论文辩论准备第15周7毕业设计辩论、材料归档第16周八.参考文献1纪红.无线传感器网络:未来新的高技术产业J.当代通信,2004, 21:41-42.2代笠，肖碑宇.传感器的未来开展概述J.科技广场,2013, 05:192-195.3涂有瑞.半导体磁场传感器过去和未来J .传感器世界,2003, 07:1-10.4蒋浪平.呼吸机流量传感器种类、特点及未来开展J.医疗装备,2010,06:22-23.5王绍青，王鹏.未来无线认知传感器监测网络的设计与应用A.中国通信学会无线电应用与 管理委员会.频谱管理与监测系统建设研讨会论文集C.中国通信